一种高强高塑性铝基复合材料及其制备工艺的制作方法

技术特征：
1.一种高强高塑性铝基复合材料，由铝合金基体和增强材料组成，所述增强材料由二氧化锆和二硼化钛组成，其特征在于，以所述铝基复合材料质量百分比计，包含：4.7～6.2％的二氧化锆；3.3～5.8％的二硼化钛；余量为所述铝合金基材；以所述铝合金基材质量百分比计，包含：0.16～0.24％的硅；0.78～1.16％的镁；0.45～0.65％的锰；0.12～0.18％的锌；0.24～0.30％的钽；0.33～0.41％的钒；余量为所述铝。2.根据权利要求1所述的高强高塑性铝基复合材料，其特征在于，所述增强材料为颗粒形态、纤维形态、晶须形态中的任一种或任两种的组合。3.根据权利要求2所述的高强高塑性铝基复合材料，其特征在于，所述二氧化锆与二硼化钛均为颗粒状态，且颗粒的粒径为7.5～10.5μm。4.根据权利要求2所述的高强高塑性铝基复合材料，其特征在于，所述二氧化锆为颗粒形态、二硼化钛为纤维形态，且二氧化锆颗粒的粒径为7.5～10.5μm，二硼化钛纤维的直径为0.1～2.5μm，长度为10-50um。5.根据权利要求2所述的高强高塑性铝基复合材料，其特征在于，所述二氧化锆为纤维形态、二硼化钛为颗粒形态，且二硼化钛颗粒的粒径为7.5～10.5μm，二氧化锆纤维的直径为0.1～2.5μm，长度为10-50um。6.根据权利要求2所述的高强高塑性铝基复合材料，其特征在于，所述二氧化锆为颗粒形态、二硼化钛为晶须形态，且二氧化锆颗粒的粒径为7.5～10.5μm，二硼化钛晶须的纯度为99% 、直晶率为100%、直径为500nm、长度为10-15um。7.根据权利要求2所述的高强高塑性铝基复合材料，其特征在于，所述二硼化钛为颗粒形态、二氧化锆为晶须形态，且二硼化钛颗粒的粒径为7.5～10.5μm，二氧化锆晶须的纯度为99% 、直晶率为100%、直径为500nm、长度为10-15um。8.根据权利要求2所述的高强高塑性铝基复合材料，其特征在于，所述二硼化钛为纤维形态、二氧化锆为晶须形态，且二硼化钛纤维的直径为0.1～2.5μm，长度为10-50um，二氧化锆晶须的纯度为99% 、直晶率为100%、直径为500nm、长度为10-15um。9.根据权利要求2所述的高强高塑性铝基复合材料，其特征在于，所述二氧化锆为纤维形态、二硼化钛为晶须形态，且二氧化锆纤维的直径为0.1～2.5μm，长度为10-50um，二硼化钛晶须的纯度为99% 、直晶率为100%、直径为500nm、长度为10-15um。10.根据权利要求1-9任一所述的高强高塑性铝基复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：将所述铝合金基体切割、破碎成铝基粉末0.5～1.5mm；
将增强材料二氧化锆及二硼化钛先后进行水洗、烘干、加热、保温，其中，所述二氧化锆加热温度为620～640℃，保温温度为120～150℃；所述二硼化钛加热温度为660～680℃，保温温度为160～180℃；（3）先将铝基粉末与二氧化锆置于球磨机中充分混匀，再将二硼化钛加入到球磨机中充分混匀，得混合粉体，其中，所述球磨的速度为100～150rpm，（4）将所述混合粉体在供氮气氛中以一定的升温率从常温加热到680～720℃，保持80～100min，其中，所述升温率为1.5℃/5s,即每5秒升温1.5摄氏度；且期间，采用高能超声波处理铝合金熔体，超声频率设定为80～100khz、功率750～850w；（5）将铝合金熔体压制、成型，待其冷却后，将成型材料先后采用固溶、双级时效工艺处理，其中，所述固溶温度为440～460℃，固溶时间8h；所述双级时效中一级时效温度设定在120～140℃、时间10h，二级时效时间160～180℃，时间12h。

技术总结
本发明公开了一种高强高塑性铝基复合材料及其制备工艺，涉及铝基复合材料技术领域，铝基复合材料由铝合金基体和增强材料组成，增强材料由二氧化锆和二硼化钛组成，以铝基复合材料质量百分比计，包含：4.7～6.2％的二氧化锆、3.3～5.8％的二硼化钛、余量为所述铝合金基材；以铝合金基材质量百分比计，包含：0.16～0.24％的硅、0.78～1.16％的镁、0.45～0.65％的锰、0.12～0.18％的锌、0.24～0.30％的钽、0.33～0.41％的钒、余量为所述铝。本发明得到的铝基复合材料没有明显的组织缺陷，增强相（二氧化锆与二硼化钛）分布均匀，无团聚现象，相比现有技术中的材料在强度和塑性方面大大提高。提高。


技术研发人员：刘志伟 王绍著 李政霖
受保护的技术使用者：山东金马汽车装备科技有限公司
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2022/6/28